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公路隧道交通事故高发且多为追尾、撞壁事故,其主要是不良隧道视觉环境,驾驶人超速行为、疲劳驾驶、车距不足等诱发的。而公路隧道轮廓带设计作为改善隧道交通安全的重要措施,设计理论不完善,现状应用混乱,故本文从驾驶人因角度出发研究高速公路隧道轮廓带设计理论和评价方法。
以隧道轮廓带为研究对象,通过分析隧道事故与驾驶人因的相关性,采用视错觉、视区、视认性作为驾驶人因分析评价层次;然后结合隧道诱导度、边缘率、注视重心变化和视觉参照系等理论,针对设计速度为80km/h的高速公路隧道长直路段设计隧道轮廓带方案。通过模拟驾驶实验采集驾驶人心理生理指标,以视觉综合指标并采用K均值聚类分析方法分级评价隧道内轮廓带方案的诱导作用,以视认距离作为指标分级评价隧道特殊路段轮廓带的视认性,以兴趣区注视率作为指标评价隧道接近段轮廓带方案诱导性。实验评价结果为:
(1)四种高速公路隧道内轮廓带方案最适用条件,分别为隧道长度<500m时,采用安全型隧道内轮廓带方案,满足驾驶安全需求,提升驾驶人的速度感和距离感。长度为500m-1000m时,采用舒适型隧道内轮廓带方案,满足驾驶舒适性需求,进一步提升驾驶人的方向感。长度为1000m-3000m时,采用韵律型隧道内轮廓带方案,满足驾驶美观需求,进一步缓解疲劳效应。长度>3000m,采用加强韵律型隧道轮廓带方案,满足驾驶美观性需求,进一步缓解特长隧道中突出的疲劳问题。(2)隧道接近段洞门立面标记方案:矩形块方案的平均视认距离为146.2±1.5m,评价等级为及格。环形块方案的平均视认距离为237.0±1.5m,评价等级为良好。表明环形块方案能有效提高隧道洞门的视认距离;隧道紧急停车带立面标记方案:无立面标记方案的平均视认距离为101.5±1.5m,评价等级为不及格。条形与箭头组合方案的平均视认距离为307.4±1.5m,评价等级为优秀。表明条形与箭头组合方案能够提高驾驶人对紧急停车带的视认距离。(3)隧道接近段轮廓带方案:环形块立面标记方案和40m间距警示型线形诱导标组合方案的视区改善效果最好,能够起降低行车负荷和有效的低位诱导作用。在夜间帮助驾驶人获取行车信息,提高对中央区的关注;在白天约束视区,减少无用信息的关注,提高对中央区的关注。
以隧道轮廓带为研究对象,通过分析隧道事故与驾驶人因的相关性,采用视错觉、视区、视认性作为驾驶人因分析评价层次;然后结合隧道诱导度、边缘率、注视重心变化和视觉参照系等理论,针对设计速度为80km/h的高速公路隧道长直路段设计隧道轮廓带方案。通过模拟驾驶实验采集驾驶人心理生理指标,以视觉综合指标并采用K均值聚类分析方法分级评价隧道内轮廓带方案的诱导作用,以视认距离作为指标分级评价隧道特殊路段轮廓带的视认性,以兴趣区注视率作为指标评价隧道接近段轮廓带方案诱导性。实验评价结果为:
(1)四种高速公路隧道内轮廓带方案最适用条件,分别为隧道长度<500m时,采用安全型隧道内轮廓带方案,满足驾驶安全需求,提升驾驶人的速度感和距离感。长度为500m-1000m时,采用舒适型隧道内轮廓带方案,满足驾驶舒适性需求,进一步提升驾驶人的方向感。长度为1000m-3000m时,采用韵律型隧道内轮廓带方案,满足驾驶美观需求,进一步缓解疲劳效应。长度>3000m,采用加强韵律型隧道轮廓带方案,满足驾驶美观性需求,进一步缓解特长隧道中突出的疲劳问题。(2)隧道接近段洞门立面标记方案:矩形块方案的平均视认距离为146.2±1.5m,评价等级为及格。环形块方案的平均视认距离为237.0±1.5m,评价等级为良好。表明环形块方案能有效提高隧道洞门的视认距离;隧道紧急停车带立面标记方案:无立面标记方案的平均视认距离为101.5±1.5m,评价等级为不及格。条形与箭头组合方案的平均视认距离为307.4±1.5m,评价等级为优秀。表明条形与箭头组合方案能够提高驾驶人对紧急停车带的视认距离。(3)隧道接近段轮廓带方案:环形块立面标记方案和40m间距警示型线形诱导标组合方案的视区改善效果最好,能够起降低行车负荷和有效的低位诱导作用。在夜间帮助驾驶人获取行车信息,提高对中央区的关注;在白天约束视区,减少无用信息的关注,提高对中央区的关注。